JPH02238546A - 入出力装置の制御処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 キャッンユメモリを有ずる入出力装置の制御処理方式に
関し データがキャッシュメモリ上に存在する場合のデータの
入出力時間を短縮することを目的とし入出力要求に要求
識別コードを付加し，これによって前記入出力要求を識
別する要求識別コード処理部を制御プログラムに設け，
前記入出力要求を複数受付ける複数要求受付部と，前記
複数の入出力要求のうちの所定の入出力要求についての
処理を行う次要求処理部とをコントローラに設け前記制
御プログラムが各々に前記要求識別コードが付加された
前記入出力装置への複数の前記入出力要求を発行し，前
記入出力装置においてある入出力要求を実行中に前記複
数要求受付部が他の入出力要求を受付けることによって
前記複数の入出力要求を受付け，前記次要求処理部が前
記他の入出力要求についての処理を行い，前記コントロ
ーラが前記入出力要求の実行完了を前記要求識別コード
と共に前記制御プログラムに通知するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は入出力装置の制御処理方式に関し，更に詳しく
は，キャンシュメモリを有する入出力装置の制御処理方
式に関する。

入出力装置６こおいては，データの入出力時間を短縮す
るために５　キャッシュメモリを設けることが行われる
。例えば．磁気ディスク装置にキャッシュメモリを設け
て．データがキャッシュメモリ上に存在する（キャソシ
ュヒソトした）場合にシーク時間，回転待ち時間を省略
してアクセス時間を極めて短くしている。

〔従来の技術〕

第４図は従来技術説明図であり，従来の入出力制御の様
子を示している。

第４図において．１は入出力装置，２は入出力制御部．
３は制御プログラム，５は磁気ディスク装置，６はコン
トローラ，７はキャッシュメモリ，９は％ｉｌｌ　’＋
卸テーフ゛ノレである。

図示の入出力装置Ｉは，基本的には磁気ディスク装置５
からなり，更に，データの入出力時間の短縮化のための
キャッシュメモリ７とこれらを制御するためのコントロ
ーラ６とを有する。複数の入出力装置１が入出力制御部
２によって管理制御される。１つの入出力装置１は，通
常一度に１つの入出力要求しか実行（受付け）できない
。

そこで，制御プログラム３は，複数のタスクから出され
る複数の入出力要求Ｒ。ＩないしＲ２：ｌを各入出力装
Ｗ１毎に逐次化（キューイング）する。

このために２制御プログラム３は制御テーブル９を備え
，各入出力装置ＤＩＳＫＯないしＤＩＳＫｎについての
入出力要求の待ち行列（キュー）を作り，これらを管理
する。制御プログラム３は待ち行列の先頭とされた入出
力要求Ｒ。，及びＲ２について，入出力制御部２を介し
て，対応する入出力装置ＤＩＳＫＯおよびＤＩＳＫ２に
実行させる。そして，制御プログラム３は，これらの処
理が終わり次第，次に待ち行列の先頭とされた入出力要
求Ｒ。２及びＲ２２を実行させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来技術によれば，入出力装置１が図示の如くキ
ャッシュメモリ７を有する場合には，データの入出力時
間の短縮化というキャソシュメモ’Ｊ　７を設けた意義
を著しく損なってしまう。

例えば．図示の入出力要求ＲＯ２において入出力装置Ｄ
　Ｉ　ＳＫＯから読出そうとするデータが，そのキャッ
シュメモリ７上に存在しているとする。

しかし，入出力装置Ｄ　Ｉ　ＳＫＯについては，先に他
のタスクからの入出力要求Ｒ。１があるためにこれが完
了するまでは当該入出力要求Ｒ。２は実行できない。そ
して，入出力要求Ｒ。１に係るデータがキャッシュメモ
リ７上に存在していないとすると．入出力要求Ｒｉの実
行の際には，シーク動作や回転待ち動作等が含まれるこ
とになる。従って．入出力要求Ｒ。２について考えれば
，データがキャッシュメモリ７上に存在するにも拘らず
．そのデータの入出力時間が長くなってしまうことにな
る。

本発明は，データ・がキャッシュメモリ上に存在する場
合のデータの入出力時間を短縮した入出力装置の制御処
理方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図であり．本発明によるデー
タ処理装置を示している。

第１図において，１は入出力装置，２は入出力制御部，
３は制御プログラム．３１は要求識別コード処理部，４
は主メモリ，５は磁気ディスク装置．６はコントローラ
，６１は複数要求受付部６２は次要求処理部，７はキャ
ソンユメモリ１８は要求管理テーブルである。

入出力装置１は，基本的には磁気ディスク装置５からな
り，更に，データの入出力時間の短縮化のためのキャッ
シュメモリ７とこれらをＩＩＩ　？卸するだめのコント
ローラ６とを有する。複数の入出力装置１が入出力制御
部２によって管理され，制御される。１つの入出力装置
１は，複数の入出力要求を受付けると共に，１又は２の
入出力要求を並列して実行する。

このために，コントローラ６に，複数の入出力要求を受
付ける複数要求受付部６１と，これが受付けた複数の入
出力要求のうちの所定の入出力要求についての処理を行
う次要求処理部６２とが設けられる。次要求処理部６２
による処理は．現在入出力装置１において実行中の入出
力要求と並列して行われる。

制御プログラム３は，入出力制御部２に対して，１つの
入出力装Ｗ１を指定してこれへの入出力要求を複数発行
する。入出力制御部２は指定された入出力装置１へ入出
力要求を送る。

制御プログラム３には，これら発行する入出力要求の各
々に要求識別コードを付加するための要求識別コード処
理部３１が設けられる。要求識別コード処理部３１は，
また，入出力要求をこれに付加された要求識別コードに
よって他の入出力要求と識別する。

〔作　用〕

制御プログラム３は，入出力制御部２に対して１つの入
出力装置１　（ＤＩＳＫＯとする）への複数の入出力要
求Ｒｏｔ，　　Ｒｏ２及びＲ。，をこの順に発行する。

入出力要求の各々には要求識別コードが付加されている
。入出力制御部２は．複数の入出力要求ＲＯＩＩ　ＲＯ
２，　ＲＯ３を順次，入出力装置ＤＩＳＫＯへ送る。

入出力装置Ｄ　Ｉ　ＳＫＯは，その複数要求受付部６１
で最初の入出力要求Ｒ。，を受付け，これを実行する。

ここで，入出力要求Ｒｏｔにおいて入出力装ｉＤｒｓＫ
ｏから読出そうとするデータがキャッシュメモリ７上に
存在しないものとすると，その実行のために磁気ディス
ク装置５がコントローラ６によりアクセスされる。即ち
，実行のためのシーク動作や回転待ち動作が行われる。

入出力装置Ｄ　Ｉ　ＳＫＯにおいて入出力要求Ｒ。Ｉを
実行中に，制御プログラム３が他の入出力要求ＲＯ２を
発行し．入出力制御部２を介して入出力装ｉＤＩｓＫｏ
に送る。入出力装置ＤＩＳＫＯの複数要求受付部６１は
，この入出力要求ＲＯ２を受付ける。即ち複数要求受付
部６１は，入出力装置１（ＤＩＳＫＯ）においてある入
出力要求（Ｒｏｔ）を実行中に他の入出力要求（Ｒｏｔ
）を受付けることによって．複数の入出力要求の受付け
を可能とする。

次要求処理部６２は．複数要求受付部６１で前記他の入
出力要求Ｒ。２が受付けられた場合に１　当該他の入出
力要求Ｒ。２についての処理を行う。ここで，入出力要
求Ｒ。２において入出力装置ＤＩＳＫＯから読出そうと
するデータがキャッシュメモリ７上に存在するものとす
ると．当該データの読出し即ち入出力要求Ｒ。２が実行
される。従って待ち行列の先頭及びその次の入出力要求
Ｒ。Ｉ＋　　Ｒ。２が並列して実行される。入出力要求
Ｒ。２は，入出力要求Ｒｏｔの実行の際のシーク時間中
及び／又は回転待ち時間中に実行されるので何ら支障は
ない。

コントローラ６は．コントローラ６又は次要求処理部６
２による入出力要求Ｒ。１又はＲ。２の実行が完了する
と，これを制御プログラム３に通知する。この実行完了
の通知は．当該通知に係る入出力要求が発行された時に
付加されていた要求識別コードと共に行われる。従って
，制御プログラム３は，入出力要求Ｒ。２の実行完了の
通知を入出力要求ＲＯＩのそれよりも先に受けたとして
も，要求識別コードによって．どの入出力要求が完了し
たかを知ることができる。

このように，本発明によれば，データがキャッシュメモ
リ７上に存在する入出力要求についての入出力時間を短
縮することができる。

〔実施例〕

第１図図示のデータ処理装置について更に説明する。

制御プログラム３及び入出力制御部２は，共にＩ／Ｏス
ーパバイザを構成する。制御プログラム３は，ユーザか
ら入出力装置１についての処理の要求があると，入出力
要求としてのＳＩＯ（スター　トＪ／Ｏ）命令を入出力
制御部２に発行し，チャネルプログラムの実行を依頼す
る。入出力要求は．全て入出力制御部２によって受け付
けられ，管理され，制御される。入出力制御部２は，入
出力装置１で実行完了した入出力要求についての入出力
割込みを制御プログラム３に発生させ．当該実行完了を
通知する。ＳＩＯ命令及び入出力割込みの際に，制御プ
ログラム３と入出力制御部２との間で，後述の所定のイ
ンクフェースに従って要求識別コードを含む所定の情報
の受け渡しが行われる。

王メモリ４は，入出力要求の実行の結果．入出力装置１
の磁気ディスク装置５又はキャッシュメモリ７から読出
され，入出力制御部２を介して転送されたデータを格納
する。主メモリ４は．また要求識別コードを含む所定の
情和をその受け渡しのために格納する。

コントローラ６は，入出力要求の実行のために必要な制
御を行う。例えば，入出力要求に係るデータがキャッシ
ュメモリ７上に存在せず磁気ディスク装置５に存在する
場合に，磁気ディスク装置５をアクセスして当８亥デー
タを読出す。また，入出力要求に係るデータがキャッシ
ュメモリ７上に存在する場合に，これから当該データを
読出す。

読出されたデータは主メモリ４に転送される。コントロ
ーラ６は，また，入出力要求の実行が完了したら，入出
力制御部２に入出力割込みを発生ずるように依頬する。

この入出力割込みの依頼の際に，コントローラ６から入
出力制御部２に対して，実行完了した入出力要求の要求
識別コードを知らせる必要がある。

このために，コントローラ６は要求管理テーブル８を備
え，受付けた入出力要求毎にその要求識別コードを保持
する。

入出力制御部２は，ＳＩＯ命令を受けると直ちに指定さ
れた入出力装置１を起動し，入出力割込みの依顧を受け
ると直ちに入出力割り込みを発生させる。なお．入出力
制御部２が要求管理テーブル８を備え，要求識別コード
を入出力装置１に渡すようにしてもよい。

第２図は入出力インタフェース説明図である。

Ｓｌ○命令の際のインタフェースは第２図（Ａ）圓示の
如くにされる。

ＳＩＯ命令は，制御プログラム３によって発行され，命
令コードと装置アドレスレジスタ番号とからなる。装置
アドレスレジスタには，予め，制御プログラム３によっ
て，どの入出力装置１を使用するかを示すため６こ装置
アドレスが格納される。

更に．ＳＩ○命令発行の際に，制御プログラム３によっ
て，主メモリ４上のＳＩＯ命令に対応する所定の位置（
固定域）に，チャネルプログラムアドレス（ＣＡＷ）及
び要求識別コードが格納される。チャネノレフ゜ログラ
ムアドレスは．当８亥ＳＩＯ命令で実行すべきチャネル
プログラム（ＣＣＷ）が主メモリ４のどこに格納されて
いるかを示す。要求識別コードは，要求識別コード処理
部３１によって格納された入出力要求を識別するための
情報である。

一方．入出力制御部２は，受け取った命令中の装置アド
レスレジスタ番号で示された装置アドレスレジスタを参
照し，装置アドレスを知る。また，受け取った命令がｓ
ｒ○命令であるので．入出力制御部２　（又はコントロ
ーラ６）は，主メモリ４上のＳＩＯ命令に対応する所定
の位置を参照し，チャネルプログラムアドレス及び要求
識別コードを知る。

入出力制御部２は，装置アドレスで指定された入出力装
置１に対して，チヤ不ルブログラムアトレス及び要求識
別コートを渡して入出力要求を実行させる。この入出力
要求を受付けた入出力装置１のコン１・ローラ６は，そ
の受付けの際に，チャネルプログラムアドレス及び要求
識別コードを要求管理テーブル８に格納する。

入出力割込めの際のインタフェースは第２図（Ｂ）図示
の如くにされる。

入出力割込み（信号）は，入出力装置１からの依頼を受
けた入出力制御部２によって発行される。

ごの入出力割込み発行の際，入出力制御部２によって，
主メモリ４上の当該入出力割込みに対応ずる所定の位Ｍ
（固定域）に．要求識別コード及びチャネルステイタス
ワード（ＣＳＷ）が格納される。また，主メモリ４上に
は入出力割込み旧ＰＳＷ（プログラムステイタスワード
）も格納される。要求識別コードは，コントローラ６に
よって要求管理テーブル８から読出され入出力割込みの
依頼と共に通知され．ＳｌＯ命令のインタフェースにお
りる位置と同一の位置に格納される。チャネルステイタ
スワードは，ステイタス部と最柊ＣＣＷアドレスとがら
なる。入出力割込み旧ＰＳＷは，マスクステイタス，装
置アドレスを含む割込みコード及びＩＡ（インストラク
ションアドレス）中断アドレスからなる。

一方，入出力割込みを発生した制御プログラム３は２主
メモリ４上の当該入出力割込みに対応ずる所定の位置を
参照し，要求識別コード，チヤ不ルステイタスワード及
び入出力割込み旧ＰＳＷを知る。即ち．要求識別コード
処理部３１において要求識別コードからどの入出力要求
の実行が完了したのかを知る。また５チャネルステイタ
スワードから入出力要求がどこまで実行されたかを知る
。

そして，入出力割込み旧ＰＳＷに基づいて，ＳＩＯ命令
発行時の状態に復帰する。

なお，第２図（Ａ）及び（Ｂ）における主メモリ４上の
要求識別コードは５実際はコードそれ自体ではなく，当
該コードが格納されているテーブル（図示せず）におけ
る当該コードのアドレスを示すようにされる。

第３図は入出力制御処理フローである。

■　制御プログラム３から入出力制御部２に対して，第
２図（Ａ）図示のインタフェースでＳＩＯ命令すなわち
入出力要求が発行される。この時要求識別コード処理部
３１によって，主メモリ４上に当該入出力要求について
の要求識別コードが格納されている。

入出力制御部２は，指定された入出力装置１に入出力要
求を渡す。

指定された入出力装Ｗ１のコントローラ６はその複数要
求受付部６１で入出力要求を受付ける。

即ち，主メモリ４の所定の位置からチャネルプログラム
アドレス及び要求識別コードをフ二ッチし２また，これ
を要求管理テーブル８に格納する。

■　コントローラ６は　チャネルプログラムアドレスに
基づいて主ノモリ４上のチャネルプログラムをフェッチ
する。そして，コントローラ６はフェンチしたチャネル
プログラムについてエラーの有無をチェックし，エラー
が有る場合にはエラー処理を行う。

■　エラーが無い場合，コントローラ６は，当該チャネ
ルプログラムによっーＣ続出そうとするデータがキャッ
シュメモリ７上に存在する（キャソシュヒントする）か
否かを調べる。

■　存在しない場合，コントローラ６は，磁気ディスク
装置５をアクセスするために，当該磁気ディスク装置５
が動作中か否かを調べる。

動作中でない場合，コントローラ６は，磁気ディスク装
置５を起動し，データの読出しを行う。

この時，シーク動作及び回転待ち動作が行われる。

動作中である場合，先に受付けられた他の入出力要求の
実行中であるから，コントローラ６は当該入出力要求を
待ち行列に登録する。

■　存在する場合，コントローラ６は，キャソシエメモ
リ７をアクセスするために，当該キャッシュメモリ７が
制御中（磁気ディスク装置５又は主メモリ４との間での
テータ転送中）か否かを調べる。

制御中でない場合１　コントローラ６は，キャノシュメ
モリ７からのデータの読出し，即ち主メモリ４上へのデ
ータの転送（ＤＭＡ転送）を起動する。このデータ転送
番，二要する時間は，通常，シク時間及び回転待ち時間
よりも十分に短い。

制御中である場合，コン１・ローラ６は．当該入出力要
求を待ち行列に登録する。

■　入出力要求の実行が完了すると，コントローラ６は
，入出力割込み用情報として，要求識別コド及びチャネ
ルステイタスワードを主メモリ４上に格納し，入出力制
御部２に入出力割込みの発行を依頼する。要求識別コー
ドは要求管理テーフル８から得られる。

この依頼に基づいて，入出力制御部２から制御プログラ
ム３に対して，第２図（Ｂ）図示のインタフェースで，
入出力割込みが行われる。

■　コントローラ６は１待ち行列を調べ，登録されてい
る入出力要求があれば．これについて処理■以下を繰り
返す。

以上の処理は．各入出力要求について並列して行われる
。

例えば，入出力装置ＤＩＳＫＯにおいて，入出力要求Ｒ
。１について，処理■の後処理■が行われるものとする
。この処理■に要ずろ時間は，前述の如く長いものであ
る。この入出力要求Ｒ。１についての処理■の実行中に
入出力要求Ｒ。２があると先の入出力要求Ｒ。１の処理
■と並列して７後の入出力要求Ｒ。２についで処理■な
いし■が行われる。

この後，当該入出力要求Ｒ。２について処理■が行われ
ると，入出力要求ＲＯ２は待ち行列に登録される。一方
．入出力要求Ｒ。２について処理■が行われ主メモリ４
へのデータ転送が行われると３後の入出力要求Ｒ。２が
先の入出力要求Ｒ。１より早く実行完了する。このよう
な場合でも要求識別コードによって．どの入出力要求が
実行完了したのかを知ることができる。入出力要求Ｒ。

２についての処理■は複数要求受付部６１が行い，他の
処理■ないし■は次要求処理部６２が行う。なお，実際
は入出力要求Ｒ。１についての処理■を行っている間は
，コントローラ６が空いていることを利用してコントロ
ーラ６が行うものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように，本発明によれば，キヤ・２シュメ
モリを有する入出力装置の制御処理において，入出力装
置が複数の入出力要求を受付けることができるようにし
たことによって，データがキャッシュメモリ上に存在す
る場合に当該データについての入出力時間を短縮するこ
とができるのでキャッシュメモリを設けたことによる入
出力時間の短縮という効果を十分に活かし．入出力時間
の全体の平均をも短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図 第２図は入出力インタフェース説明図，第３図は入出力
制御処理フロー 第４図は従来技術説明図。 １は入出力装置，２は入出力制御部，３は制御プログラ
ム．３１は要求識別コート処理部，４は主メモリ，５は
磁気ディスク装置，６はコントローラ，６１は複数要求
受付部１　６２は次要求処理部５　７はキャッシュメモ
リ，８は要求管理テーフルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コントローラ（６）及びキャッシュメモリ（７）を有し
   入出力要求を実行する入出力装置（１）と、前記入出力
   装置（１）への前記入出力要求を発行する制御プログラ
   ム（３）とを備えたデータ処理装置において、 前記入出力要求に要求識別コードを付加し、これによっ
   て前記入出力要求を識別する要求識別コード処理部（３
   １）を前記制御プログラム（３）に設け、前記入出力要
   求を複数受付ける複数要求受付部（６１）と、前記複数
   の入出力要求のうちの所定の入出力要求についての処理
   を行う次要求処理部（６２）とを前記コントローラ（６
   ）に設け、 前記制御プログラム（３）が各々に前記要求識別コード
   が付加された前記入出力装置（１）への複数の前記入出
   力要求を発行し、 前記入出力装置（１）においてある入出力要求を実行中
   に前記複数要求受付部（６１）が他の入出力要求を受付
   けることによって前記複数の入出力要求を受付け、 前記次要求処理部（６２）が前記他の入出力要求につい
   ての処理を行い、 前記コントローラ（６）が前記入出力要求の実行完了を
   前記要求識別コードと共に前記制御プログラム（３）に
   通知する ことを特徴とする入出力装置の制御処理方式。